1 elementos dos protocolos - ufpe

Capítulo 2Patterns in Network Architecture

Elementos dos Protocolos1

Arquiteturas de Redes (2020.1)

Elementos de um protocolo


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¨ Toda a comunicação de dados é um efeito colateral.¨ A teoria das máquinas de estado finitas (FSMs) têm sido

tradicionalmente usadas para descrever e analisar protocolos.¨ Ou Máquina de Protocolo (PM):

¤ Criada a partir de módulos elementares menores¤ Um pequeno número de conceitos podem ser usados repetidamente para

construir uma arquitetura de rede

Definição de uma FSM


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¨ Um alfabeto de entrada:¤ Conjunto 𝐴 = {𝐴!, … , 𝐴"}

¨ Um conjunto de estados: 𝑆 = {𝑆!, … , 𝑆#}¨ Um alfabeto de saída:

¤ Conjunto 𝑂 = {𝑂!, … , 𝑂$}

¨ Duas funções:¤ 𝐹! 𝐴, 𝑆 → 𝑆¤ 𝐹% 𝐴, 𝑆 → 𝑂

Representação de uma FSM

¨ Grafo:¤ Nós representam os estados¤ Arcos representam a função F1¤ Os arcos são rotulados com a

entrada e a saída da função F2

¤ Podem ser representadas também através de uma tabela

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Aplicabilidade das FSMs


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¨ Usadas como um método de especificação formal¨ Na sua forma pura não é adequada para representar a não ser

mecanismos simples¨ Para algoritmos complexos que envolva contagens simples, ordenação,

etc., o espaço de estados seria aproximadamente o produto das magnitudes de cada parâmetro: ¤ Problema da explosão de estados!

Extensões das FSMs


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¨ Para resolver o problema da explosão de estados, a FSM é combinada com linguagens de programação ou linguagens formais.

¨ FSM é modificada para consistir de:¤ Um alfabeto de entrada e um de saída¤ Conjunto de procedimentos¤ Um vetor de estados que inclui os principais estados (início, espera por algo,

meio, fim) e quaisquer variáveis associadas com estado como: números de sequência, contadores, etc.

Protocolo


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¨ Para que dois sistemas possam se comunicar, devem possuir um esquema conceitual compartilhado.

¨ O conjunto de regras e procedimentos que cada sistema participante da comunicação deve seguir para manter a coordenação de seu esquema compartilhado é chamado de protocolo.

¨ As FSMs que implementam o protocolo serão referenciadas como máquinas de estado de protocolo ou, simplesmente, máquinas de protocolos (PMs).

Protocolos


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¨ São usados em comunicação de computadores em duas classes abrangentes de problemas:¤ Coordenação a distância e¤ Ação a distância.

¨ A especificação do protocolo se torna a especificação das FSMs que se comunicam.

Máquina de Protocolos típica


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PMs


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¨ Uma PM modela uma instância de comunicação, um único fluxo.¨ Frequentemente o serviço de suporte assim como o usuário de uma PM

são também PMs.¤ A (N+1)-PM usa a (N)-PM¤ A (N-1)-PM é usada pela (N)-PM

¨ Tipo de Máquina de Protocolo (PMT): todas as PMs de um protocolo particular num dado sistema.

¨ Em geral, um sistema terá mais do que uma PMT para cada protocolo

Protocolos


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¨ Simétricos:¤ Comportamento das PMs comunicantes é o mesmo

¨ Assimétricos:¤ PMs comunicantes têm comportamentos distintos¤ Subcasos:

n Usuário/servidorn Cliente/servidorn Mestre/escravo

Associações, Conexões, Fluxos e Ligações


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¨ Dado que os sistemas não compartilham estado (i.e., memória), uma PM deve ser capaz de notificar a outra de mudanças importantes no estado.

¨ Isto é realizado através da troca de informações finitas.¨ Esta troca contínua de informações entre as PMs cria um “campo” fraco ou

ligação entre as PMs.¨ Tipos de ligações:

¤ Mínima: não necessita de troca de atualizações¤ Fraca: alguma dependência mas não é afetada caso algumas atualizações sejam

perdidas¤ Forte: requer que as atualizações sejam recebidas para evitar comportamentos

patológicos.

Associações, Conexões, Fluxos e Ligações


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¨ Uma associação representa um estado de compartilhamento e acoplamento mínimos, frequentemente associado com comunicação sem conexões.

¨ Um fluxo possui mais estado compartilhado mas não fortemente acoplado (sem realimentação).

¨ Uma conexão possui um estado compartilhado fortemente acoplado (com realimentação), como nos protocolos de transporte fim-a-fim.

¨ Uma ligação (binding) possui um estado compartilhado mais fortemente acoplado, caracterizado geralmente por memória compartilhada.

Interfaces


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¨ Um protocolo não existe por si só.¨ O usuário é uma FSM acima e que deve se comunicar com a PM para

coordenar os seus comportamentos.¨ A interface seria a fronteira do usuário com a PM.

¨ Em telecomunicações “interface” é um protocolo entre tipos de sistemas onde um deles é de propriedade da rede.

Interfaces


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¨ Troca de informações em um mesmo sistema.¨ Maior acoplamento do que em uma conexão!¨ Esta troca entre FSMs é frequentemente referenciado como sendo uma

Interface de Programação de Aplicação (API).

Relação de uma (N)-PM com outras PMs


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Unidades de Dados


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¨ Para que haja a comunicação é necessária uma troca de informações.

¨ Quadros (frames), células (cell), pacote, segmento, mensagem, etc.

¨ Termos diferentes para o mesmo conceito. Chamaremos simplesmente de PDU (Protocol Data Unit)

Unidades de dados x Instruções de Processadores


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¨ Semelhança: As instruções (PDUs) executam operações no estado do processador (PM) baseado nos parâmetros da instrução (PCI) e no estado do processador (PM).

¨ Diferença: ao contrário das instruções que carregam um ponteiro (endereço) para os dados sobre os quais opera, as PDUs devem carregar os seus próprios dados.

Tamanho das PDUs


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¨ As PDUs podem ou não conter dados do usuário.¨ Não há limites arquiteturais ao tamanho das PDUs.¨ Considerações de Engenharia que impõem limites:

¤ Em protocolos que operam em ambientes “ruidosos”, uma PDU pequena aumenta a probabilidade de que seja recebida sem erros (menor overheadde retransmissões).

¤ Em uma rede de sensores de tempo real, os sistemas podem ter espaço muito limitado de buffer, de modo que pode ser necessário usar PDUsmenores.

Cabeçalhos


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¨ A maior parte das PCIs são contidas no cabeçalho.¨ Muitos campos dos protocolos de transferência de dados têm

comprimento fixo para facilitar o processamento.¨ Normalmente os campos de comprimento fixo antecedem os campos

de comprimento variável.¨ É fortemente recomendado o uso de um campo que forneça o

comprimento total da PDU.

Conteúdo dos Cabeçalhos


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¨ Todo cabeçalho deve ter:¤ Identificador do protocolo¤ Versão do protocolo¤ Campo que indique a função da PDU¤ Campo que codifique a ação associada à PDU

n Codificação horizontal (bits de controle, como no TCP) ou vertical (opcode)n Geralmente, opcodes são recomendados por questões de eficiência.

Caudas


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¨ As PDUs de alguns protocolos têm uma cauda.¨ O mais comum é usá-la para transportar o CRC (Cyclic Redundancy Code).¨ Geralmente usado em protocolos que operam próximo ao meio físico, pois

estando a PDU na memória não há muitas vantagens em ter uma cauda.¨ Orientações para o uso de cauda:

¤ A informação contida na cauda não é conhecida no instante em que o cabeçalho é criado; é uma função do cabeçalho e dos dados do usuário;

¤ O tempo de processamento da PDU é muito menor do que o tempo necessário para a transmissão ou recepção da PDU.

A Natureza da Fronteira de Serviço


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¨ SDU (Service Data Unit): unidade de dados entregue à PM pela (N+1)-PM através da fronteira de serviço.

¨ Deixamos o termo interface para o caso específico de uma dada implementação (ex: interface Unix ou Windows).

¨ A SDU contém apenas dados do usuário.¨ A primitiva de serviço invocada para passar a SDU para a PM

passará também outros parâmetros para manipulação da SDU (ex.: port-id)

Segmentação da SDU


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¨ A PM pode ter que segmentar a SDU em diversas PDUs, ou agregar diversas SDUs numa única PDU, dado que o tamanho da PDU é um tamanho conveniente para os requisitos do protocolo (N).

¨ Esta nomenclatura é baseada no Modelo de Referência OSI, não por apoiá-lo, mas porque é uma nomenclatura existente que define termos comuns. Não havendo necessidade de reinventar a roda!

Stream x Registro


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¨ Dado que a SDU pode ter sido fragmentada ou concatenada no seu trajeto, o que a (N)-PM deve entregar à (N+1)-PM remota? Aquilo que foi enviado ou aquilo que foi recebido?

¨ Modos stream e registro:¤ Discussão derivada de práticas de sistemas operacionais.¤ Os mainframes antigos operavam com registros de comprimento fixo.¤ Sistemas mais modernos (Multics, UNIX) se comunicavam com uma cadeia de bytes.¤ O Modo stream foi considerado uma abordagem mais flexível e elegante,

garantindo uma maior independência entre as camadas.¤ No modo stream o protocolo (N+1) deve ter um mecanismo de delimitação pois

não pode se basear na camada abaixo para lhe dizer onde se encontra o início e o fim de uma PDU.

Generalização do Modo Registro


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¨ Terceira abordagem.¨ As SDUs não têm comprimento fixo.¨ A identidade das SDUs são mantidas entre o usuário transmissor e o

receptor.¨ Como nunca foi batizado, vamos chamá-lo de modo idempotente (em

relação à manutenção da identidade da SDU).¨ A camada (N) entrega SDUs na forma que as recebeu. Ou seja, se ele teve

que fragmentar a SDU, é sua responsabilidade, remontá-la antes de entregar à (N+1)-PM.

¨ Boa prática de Engenharia de Software.

Segmentação e Remontagem


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¨ Para o sistema não importa muito em que camada é feito: o trabalho é praticamente o mesmo.

¨ Um stream é simplesmente uma SDU muito longa!

Construindo um Protocolo


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¨ Uma PM deve interpretar quatro entradas:¤ Interações com a interface superior¤ PDUs da(s) PMs parceiras¤ Interações com o sistema local¤ Interações com a interface inferior

¨ Todas estas podem ser consideradas equivalentes a procedimentos ou chamadas de sistema da seguinte forma:¤ <nome do procedimento>(<param 1>,<param i>*)

¨ Analogamente:¤ <tipo da PDU>(<elemento da PCI>,<elemento da PCI>*, dados-do-usuário)

Modelo mais detalhado de uma PM


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Mecanismo e Política

¨ Modelo para a separação entre o mecanismo e a política.

¨ Um protocolo é composto por um conjunto de funções que realizam os requisitos básicos daquele protocolo.

¨ A escolha das funções é feita baseada na região de operação para a qual o protocolo é criado e o nível de serviço desejado como resultado da sua operação.

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Mecanismo e Política


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¨ Mecanismos são estáticos e não mudam após a especificação do protocolo.¤ Ex.: ordem de interpretação dos campos de um (N)-PCI

¨ Tipos de políticas em geral aparecem em pares:¤ Política de transmissão e política de recepção¤ Detecção de erros:

n a política de transmissão calcula o polinômio e o mecanismo o insere na PDUn A política de recepção calcula o polinômio de uma PDU entrante, e o mecanismo

compara o resultado com o campo no PCI.

¨ Exceções: políticas de inicialização, associadas a temporizadores, etc.

Coordenação entre os Mecanismos


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¨ Através da troca de campos de informação específicos na (N)-PCI.

¨ Uma única PDU pode transportar campos para diversos mecanismos na (N)-PCI.

Um mecanismo e diversas Políticas


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¨ Mecanismo de controle de fluxo de janela deslizante.¨ A janela deslizante faz parte da especificação do protocolo.

¤ Após a especificação este mecanismo não é modificado.

¨ Diversas políticas para o controle de fluxo:¤ Estender o crédito ao receber uma PDU¤ Envio periódico de novo crédito

¨ Políticas diferentes podem ser usadas para conexões diferentes ao mesmo tempo.

Mecanismos e Políticas


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¨ Reconhecimento é um mecanismo, mas quando enviar um ack é política.

¨ Os protocolos devem incluir um mecanismo para especificar ou negociar a política para todos os mecanismos durante a sincronização ou estabelecimento.

¨ Geralmente mudar a política durante a fase de transferência de dados requer sincronização que é essencialmente equivalente ao estabelecimento de um novo fluxo ou conexão.

Escolha da Política


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¨ A escolha da política depende das características do tráfego da associação (N-1) e da qualidade de serviço (QoS) requerida pelo usuário.

¨ A tarefa da (N)-PM é traduzir estas características de QoSrequeridas pela (N+1)-PM numa escolha particular de mecanismos e políticas baseadas no serviço da (N-1)-PM.

¨ Protocolos próximos ao meio possuem políticas dominadas pelas características do meio, enquanto que protocolos distantes do meio possuem uma maior variedade de políticas aplicáveis.

Mecanismos de “novos protocolos”


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¨ Nenhum novo mecanismo foi proposto em aproximadamente 25 anos.¨ Mudanças consistiram basicamente em rearranjo de cabeçalhos e

velhos mecanismos com políticas diferentes.¨ Os mecanismos de um protocolo são fixados em tempo de

especificação, enquanto que as políticas selecionadas são adiadas até a sincronização ou estabelecimento.

Mecanismos e Políticas


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¨ Os mecanismos são fixos, mas uma política apropriada pode torná-los nulos.

¨ Exemplo:¤ Sempre se considerou necessário outro protocolo de transporte para voz.¤ Para voz, as PDUs devem ser ordenadas, mas podem se toleradas

pequenas falhas de sequência.¤ No entanto, não é necessário um novo protocolo. Basta modificar a política

de reconhecimento... e mentir! Não há nenhum requisito de dizer a verdade! Se a falha for pequena, envie um ack de qualquer modo, apesar de nem todos os dados terem sido recebidos.

Semânticas do Ack


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¨ Um Ack não significa, como se pensa, “Eu recebi”.¨ Significa: “Eu não vou pedir uma retransmissão” ou “Estou satisfeito

com o que recebi”!¨ Neste livro o que é chamado em outros protocolos como “mecanismo

de reconhecimento” aqui é referenciado como “controle de retransmissão”.

QoS versus NoS


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¨ QoS = Qualidade de Serviço¤ Conjunto de características desejadas para a comunicação tais como:

largura de banda, atraso, taxa de erros, jitter, etc.¤ Diversos parâmetros foram especificados, mas “quando um parâmetro de

QoS é alterado, que políticas do protocolo mudam e por que?”. Normalmente a resposta é “nenhum”!

¤ Causas:n Qualquer mudança de política que afete o parâmetro seria uma questão de

gerenciamento de recursos (considerado um domínio da implementação)n Atraso: um protocolo pode minimizar piorar o atraso mas não pode fazer nada

para melhorá-lo. Parâmetros deste tipo são chamados de NoS (Nature of Service).

QoS e NoS


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¨ NoS:¤ Parâmetros determinados em grande parte pela “natureza”.¤ Podemos ser capazes de evitar piorá-los, mas há pouco ou nada que possa ser

feito para melhorá-lo!

¨ QoS representa um conjunto de características que uma (N+1)-PM deseja de uma (N)-PM para uma instância particular de comunicação.

¨ NoS representa o conjunto de características que uma (N-1)-PM provê realmente e provavelmente será capaz de prover no futuro.

¨ A (N)-PM usa a diferença entre a QoS e a NoS para selecionar o protocolo, mecanismos e políticas para casar o desejo com a realidade.

Alguns Mecanismos de Transferência de Dados41


Roteiro

¨ Delimitação¨ Sincronização do Estado Inicial¨ Seleção de Política¨ Endereçamento¨ Identificação de Fluxo ou Conexão¨ Repasse (Relaying)¨ Multiplexação¨ Ordenação¨ Fragmentação/Remontagem¨ Combinação/Separação

¨ Corrupção dos Dados¨ Detecção de Perdas e Duplicatas¨ Controle de Fluxo¨ Controle de Retransmissão ou

Reconhecimento¨ Compressão¨ Autenticação¨ Controle de Acesso¨ Integridade¨ Confidencialidade¨ Não repúdio¨ Atividade

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Delimitação


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¨ Mecanismo usado para indicar o início e o fim de uma PDU.¨ Métodos básicos: delimitação externa e interna.¨ Delimitação externa:

¤ Padrão especial de bits (sequência de flag)n Transparência garantida com mecanismo de “escape”.

¤ Uso da camada inferior para delimitar a PDU:n Campo de comprimento na (N-1)-PCIn Codificação de bits na camada física (Ex.: Codificação de Manchester para

delimitação de quadros MAC no Ethernet)

Delimitação


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¨ Delimitação Interna:¤ A PDU contém um campo de comprimento como um elemento da PCI.

Sincronização do Estado Inicial


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¨ Inicialização do estado compartilhado das PMs antes do início da transferência de dados.

¨ Mecanismos:1. Criação de associações locais com as PMs vizinhas, (N+1)-PM e a (N-1)-PM; sem troca

de PDUs. Usada por protocolos que requerem estado compartilhado mínimo (comunicações sem conexão, ex.: UDP).

2. O anterior mais a troca de PDUs de pedido e resposta, apresentação em duas vias (two-way handshake) usado por protocolos que não possuem mecanismos de realimentação. Ex.: HDLC, X.25, aplicações)

3. Anterior mais um ack do iniciador quando chega a resposta, apresentação em três vias (three-way handshake) usado por protocolos com realimentação (Ex.: TCP)

4. Mecanismo simples baseado em temporizador limitando o tempo de vida máximo de uma PDU: tempo máximo que o transmissor tentará reenviar a PDU, e tempo máximo que o receptor esperará antes de enviar o reconhecimento.

Seleção de Política


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¨ Este mecanismo permite:¤ a seleção de política durante a alocação e ¤ a mudança de políticas durante a transferência de dados em certas

circunstâncias.

¨ Exemplos de protocolos:¤ HDLC: é possível escolher diversas opções.

Endereçamento


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¨ Protocolos que operam em ambientes com múltiplo acesso devem conter alguma forma de identificar a origem e o destino das PDUs.

¨ Isto é feito incluindo campos de endereços no PCI.¨ Os endereços devem ser grandes o suficiente para nomear todos os

elementos que podem se comunicar sem depender da camada superior.

Identificação de Fluxo ou Conexão


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¨ Protocolos que suportam múltiplas instâncias de comunicação (i.e., associações, fluxos ou conexões entre as mesmas duas estações) também requerem um identificador de conexão ou de fluxo.

¨ Tradicionalmente isto é feito usando “port-ids”.¨ Se estes identificadores forem únicos a toda a camada e não apenas

ao protocolo, então podem ser usados para multiplexar fluxos de múltiplos protocolos.

Repasse (Relaying)


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¨ Muitas redes não são malhas completamente conectadas.¨ Portanto, alguns protocolos repassam uma PDU de uma PM para a

próxima.¨ É preciso incluir na PCI um elemento que contenha o endereço do destino.

Em muitos casos, ele contém também o endereço da origem.¨ Quando uma PDU chega, o mecanismo de repasse inspeciona o endereço e

determina se ela está endereçada a uma de suas (N+1)-PMs.¤ Em caso afirmativo, ela é entregue à (N+1)-PM correspondente.¤ Em caso negativo, ele determina qual (N-1)-PM pode levar a PDU o mais próximo

possível ao destino. Isto é conhecido como encaminhamento (forwarding).

Multiplexação


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¨ É o mapeamento de fluxos de (N)-PMs em fluxos de (N-1)-PMs.

Ordenação


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¨ Muitos (mas não todos) protocolos assumem uma ordenação simples:¤ As PDUs chegam na mesma ordem em que foram enviadas.

¨ No entanto, alguns serviços de comunicação não garantem esta propriedade.

¨ Este mecanismo é implementado incluindo um número de sequência com um elemento da PCI que é incrementado em:¤ unidades de bytes (octetos) de acordo com o comprimento dos dados do usuário

na PDU¤ Unidades de PDUs

¨ Que permitem que as PDUs sejam reordenadas no receptor.

Fragmentação/Remontagem


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¨ Restrições práticas frequentemente requerem que SDUs e dados do usuário sejam fragmentados em PDUs menores para transmissão e depois sejam remontadas no outro lado.

¨ Elementos na PCI:¤ Bit que indica se este é o último fragmento¤ Número de sequência¤ Número de fragmentos¤ Campo de comprimento da PDU (também usado para delimitação e

detecção de corrupção dos dados)

Combinação/Separação


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¨ Busca de eficiência combinando SDUs em uma única PDU.¨ Técnicas usadas:

¤ SDUs de comprimento fixo¤ Cadeia de campos de comprimento

Detecção de Corrupção dos Dados


54

¨ O conteúdo de uma PDU pode ser corrompido durante a transmissão.¨ Mecanismos para lidar com o problema:

¤ Uso de uma soma de verificação ou CRC para detectar a corrupção:n O código é calculado sobre a PDU recebida. Se falhar a PDU é descartada e

algum outro mecanismo garante a retransmissão

¤ Uso de código corretor de erro.n FEC (Forward Error Correcting code) pode detectar e corrigir alguns erros, evitando

o descarte da PDU.

Corrupção dos Dados: Escolha dos Códigos


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¨ Dependem da natureza do ambiente do erro:¤ Protocolos próximos ao meio elétrico são mais sujeitos a erros em rajadas e,

portanto, requerem códigos que possam detectar rajadas de erros.¤ O meio óptico possui características distintas de erros e, portanto, requerem um

tipo diferente de código.¤ Protocolos distantes do meio têm maior probabilidade de encontrar erros de um

único bit (falha de memória) e, portanto, usam códigos de erros apropriados.

¨ Devem ser considerados:¤ Análise de erros tanto do protocolo como do ambiente operacional.¤ Efeito do tamanho da PDU na força do polinômio.

Detecção de Perdas e Duplicatas


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¨ Congestionamento ou PDUs com erro levam ao descarte.¨ Como elas devem ser retransmitidas, pode levar à geração de

duplicatas.¨ O número de sequência (no PCI) usado para ordenação é também

usado para a detecção de perda ou duplicata.¨ Diante de perdas, pode ser acionado o controle de retransmissões.¨ Duplicatas são descartadas.

Controle de Fluxo


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¨ Usado para evitar que o transmissor envie dados mais rapidamente do que o destino pode recebê-los.

¨ Formas básicas de controle de fluxo:¤ Esquema de créditos:

n O destino diz ao receptor quantas mensagens pode enviar antes de receber mais créditos (frequentemente associado ao mecanismo de reconhecimento).

¤ Esquema de taxas:n O destino indica ao transmissor a que taxa ele pode enviar os dados.

Controle de Retransmissão ou Reconhecimento


58

¨ Usado pelo destino para dizer ao transmissor que PDUs foram recebidas com sucesso.

¨ Esquema prevalente inclui como elemento da PCI um número de sequência que indica que todas as PDUs com números de sequência inferiores ao mesmo foram recebidas.

¨ Se o transmissor não receber um ack para um dado número de sequência após um determinado período de tempo, ele automaticamente retransmite todas as PDUs até a última PDU enviada.

Controle de Retransmissão ou Reconhecimento


59

¨ Quando um ack é recebido, o transmissor pode deletar PDUs com números de sequência inferiores, de sua lista de potenciais retransmissões.

¨ Para ambientes com grandes valores do produto largura de banda-atraso, é usado um mecanismo mais complexo de ack seletivo ou reconhecimento negativo (nack), para informar ao transmissor de erros específicos, limitando assim o número de PDUs retransmitidas.

¨ Retransmissões podem provocar atrasos inaceitáveis.

Mecanismo de Janela Deslizante


60

¨ Diversos mecanismos usam os números de sequência das PDUs:¤ Controles de perda e duplicação, controle de fluxo, controle de

retransmissões.¨ Janela Deslizante:

¤ Transmissor e Receptor mantêm uma janela deslizante baseada nos números de sequência das PDUs que eles transmitem e recebem.

¤ O limite mais à esquerda representa a última PDU reconhecida ou da qual se recebeu um reconhecimento.

¤ A largura da janela corresponde à quantidade de crédito fornecido pelo controle de fluxo.



61

¨ A largura da janela do transmissor representa o número de PDUs ou de octetos que podem ser enviados.

¨ A largura da janela de recepção corresponde ao número de PDUs ou octetos que o receptor espera receber antes que o crédito expire...¤ Qualquer PDU fora da janela é descartada.¤ Qualquer PDU com um número de sequência inferior à da borda esquerda

é uma duplicata e será descartada.¨ A borda direita é o maior número de sequência que o transmissor

pode transmitir (antes de receber mais crédito) ou que o receptor pode receber.



62

¨ O mecanismo de retransmissão modifica apenas a borda esquerda da janela.¤ [Na verdade a borda esquerda avança apenas com a recepção de novos

reconhecimentos!]

¨ O controle de fluxo modifica apenas a borda direita da janela.¤ [Altera a largura da janela que afeta a borda direita em função do valor

atual da borda esquerda...]

¨ Qualquer ligação entre os dois é feito através da política.

Compressão


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¨ Usado para melhorar a eficiência da transmissão aplicando compressão de dados aos dados do usuário.

¨ A política deste mecanismo seleciona o algoritmo de compressão a ser utilizado.

Autenticação


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¨ Usado para que o destino autentique a identidade da origem.¨ A política associada determina o algoritmo particular de autenticação

a ser usado.¨ Técnicas de criptografia são geralmente empregadas para prover

maior confiança na troca.

Controle de Acesso


65

¨ Usado para prevenir o uso não autorizado de recursos.¨ Em geral, o controle de acesso é realizado apenas após a

autenticação.

Integridade


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¨ Provê proteção contra a inserção ou descarte de PDUs de forma não autorizada.

¨ Maior integridade do que as fornecidas pelos mecanismos de:¤ Detecção de corrupção dos dados¤ Detecção de perdas ou duplicatas

¨ Políticas: algoritmos de criptografia e tamanho da chave associada.

Confidencialidade


67

¨ Tenta garantir que o conteúdo dos dados do usuário transportado em PDUs ou toda as PDUs de uma comunicação não sejam divulgados para processos ou pessoas não autorizadas.

¨ Políticas: algoritmos de criptografia e tamanho da chave associada.

Não repúdio


68

¨ Tenta garantir que nenhum processo que tenha participado de uma interação possa negar ter participado na mesma.

¨ Normalmente são usados métodos criptográficos para implementar este mecanismo.

Atividade (keepalive)


69

¨ Usado em conexões que passam longos períodos sem tráfego.¨ Permite que os correspondentes determinem que seus parceiros ainda

estão lá em um estado consistente.¨ Política: frequência ou condições para invocar o mecanismo.

Fases da Operação70


Fase da Operação


71

1. Registro2. Estabelecimento ou sincronização3. Transferência de dados

¨ Devem ser executados procedimentos associados com estas três fases tanto pelos transmissores como pelos receptores, mesmo que nenhuma PDU seja trocada.

¨ Devem ser realizadas na ordem indicada.

A fase de Registro


72

¨ Esta fase cria, mantém, distribui e deleta a informação dentro de uma camada que é necessária para criar instâncias da comunicação.

¨ Esta fase torna um objeto e suas funções conhecidas da rede.¨ Informações de endereçamento são inicializadas nos diretórios

apropriados (e tabelas de roteamento).¨ Parâmetros são inicializados que caracterizam a comunicação na qual

este protocolo pode participar.¨ São estabelecidas regras de controle de acesso.¨ São fixados limites da política, etc.

A fase de Registro


73

¨ Esta fase sempre esteve presente mas era frequentemente ignorada por que fazia parte de uma configuração inicial confusa (e frequentemente manual).

¨ Quando as PMs são criadas na fase de estabelecimento, herdarão o conjunto de atributos associados com seus protocolos que foram gravadas durante a fase de registro.

A fase de Registro


74

¨ Operação de Registro: inclui as informações necessárias para criar uma instância disponível dentro da rede.

¨ A informação está disponível apenas para sistemas dentro do escopo deste protocolo e da sua camada.

¨ Operação de cancelamento (deregistration): deleta o registro do protocolo da rede. Em geral deve esperar até que todas as instâncias tenham saído da fase de alocação; ou seja, que não haja fluxos ativos.

Ativação/desativação


75

¨ Operação tradicional de “desligar” um recurso sem deletar do sistema o conhecimento de que ele existe.

Exemplos de Registro


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¨ Até o momento, muitas arquiteturas dependeram de procedimentos ad hoc para o registro.

¨ Efetuados através:¤ Gerência de rede (estabelecendo circuitos virtuais permanentes).¤ Padrão que define soquetes “bem conhecidos”.¤ DHCP¤ Atribuição de endereços MAC¤ Gerenciamento de chaves

¨ Com o surgimento e uso de protocolos de diretório e protocolos de atribuição de endereços, a fase de registro está se tornando menos ad hoc e muito mais uma fase regular automatizada.

A fase de Estabelecimento ou Sincronização


77

¨ Esta fase cria, mantém e deleta o estado compartilhado necessário para dar suporte às funções da fase de transferência de dados.

¨ A fase de sincronização garante que as PMs tenham inicialmente um estado consistente (não necessariamente o mesmo) de informação.

¨ Exemplos:¤ Ligações entre a (N+1)-PM e a (N)-PM (sem conexão)¤ Troca inicial de informações de estado para sincronizar o estado entre duas

PMs (conexão)

A fase de Estabelecimento ou Sincronização


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¨ É nesta fase que a solicitação de QoS específica aceitável para o usuário para a transferência de dados é feita (ou modificada) se não tiver sido fixada na fase de registro.

¨ Classes abrangentes de protocolos:¤ Na faixa (in-band): mesmo protocolo para as fases de sincronização e

transferência de dados¤ Fora da faixa (out-of-band): protocolos distintos para as fases de

sincronização e transferência de dados

A Fase de Transferência de Dados


79

¨ Entra-se nesta fase quando a transferência de dados real é realizada de acordo com a QoS solicitada entre os endereços especificados durante uma das duas fases anteriores.

¨ Para os protocolos de aplicação, esta fase pode ser subdividida em subfases especializadas.

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